M/Ph/Info (Beslmeisl)

Wenn in einer Gegend Kräfte auf geladene Körper wirken, so nennt man diese Gegend ein elektrisches Feld. Zur Veranschaulichung verwendet man Feldlinien, wobei man sich an folgende Vereinbarungen hält:

• Die Form zeigt an, auf welchem Weg sich eine positive Probeladung (die selber gar nicht im Bild auftaucht!) bewegen würde, wenn man sie langsam (ohne Schwung) der gefühlten Kraft folgen ließe. Wenn eine Richtung eingezeichnet ist, ist es die Richtung für eine positive Probeladung.
• Eine negative Ladung würde das Gleiche tun, aber in entgegengesetzter Richtung.
• Im Prinzip gibt es unendlich viele Linien, aber wenn man die alle zeichnen würde, wäre das Blatt komplett schwarz. Also zeichnet man pro Ladung nur eine bestimmte Anzahl von Linien. Von einer doppelt so starken Ladung hingegen doppelt so viele.
• Wo die Linien dicht beieinander liegen, ist die Feldstärke (also die Kraft auf eine Ladung) groß.
• Feldlinien können sich nicht kreuzen. Gäbe es einen Kreuzungspunkt, so gingen von dort zwei Pfeile in verschiedene Richtungen, was so viel bedeuten würde, dass eine positive Probeladung in zwei verschiedene Richtungen gehen wollte, also nicht klar wäre, wohin die Kraft wirkt. Das stünde im Widerspruch zur Bedeutung der Linien (s.o.).
• Es kann aber besondere Stellen geben, wo keine Kraft auf eine Probeladung wirken. Feldlinien, die ganz nah an einer solchen Stelle liegen, sehen aus, also ob sie sich kreuzten. In Wirklichkeit enden sie aber.
• Auch die Ladungen, die die gezeichneten Feldlinien verursachen, üben Kräfte aufeinander aus. Wie groß die sind und in welche Richtung die wirken, kann man aus dem Feldlinienbild aber nicht ablesen. Das Feldlinienbild zeigt nur an, wohin eine nicht eingezeichnete Probeladung gezogen würde, wenn sie da wäre.

Hier ein paar aufschlussreiche fertige Bilder.

Mit dem folgenden Javascript-Programm können Sie Situationen aufstellen und die daraus sich ergebenden Feldlinien selber zeichnen.

• Was sagt die Form (an einer bestimmten Stelle) aus?
• Wie viele Linien gibt es? Wo zeichnet man sie ein?
• Warum können sich Linien nicht kreuzen?
• In machen Bildern sieht es aber so aus, als ob sich Linie kreuzen. Was ist da los?
• Was ist ein elektrisches Feld?
• Welche Information will man mit einem elektrischen Feldlinienbild zum Ausdruck bringen?
• Welche anderen Darstellungsmöglichkeiten gibt es? Was sind deren Vor- und Nachteile?